JP2002031737A - 光ファイバ - Google Patents
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- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
- G02B6/02219—Characterised by the wavelength dispersion properties in the silica low loss window around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
- G02B6/02252—Negative dispersion fibres at 1550 nm
- G02B6/02261—Dispersion compensating fibres, i.e. for compensating positive dispersion of other fibres
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- G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
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- Nonlinear Science (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな負分散、実効コア断面積と小さな曲げ
損失を両立させることの可能な光ファイバを提供する。 【解決手段】 コア領域１とこれを順次包囲する３層以
上のクラッド領域２〜４とを有し、クラッド領域のいず
れか１つ（例えば、第２クラッド領域３）は自身の平均
屈折率より低い平均屈折率を有する領域（例えば、第３
クラッド領域４）に包囲されており、少なくとも１つの
クラッド領域２〜４はそれを構成する主媒質よりも低い
屈折率を有する副媒質からなる領域を複数備えている。
損失を両立させることの可能な光ファイバを提供する。 【解決手段】 コア領域１とこれを順次包囲する３層以
上のクラッド領域２〜４とを有し、クラッド領域のいず
れか１つ（例えば、第２クラッド領域３）は自身の平均
屈折率より低い平均屈折率を有する領域（例えば、第３
クラッド領域４）に包囲されており、少なくとも１つの
クラッド領域２〜４はそれを構成する主媒質よりも低い
屈折率を有する副媒質からなる領域を複数備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送路及び分散
補償器として好適な光ファイバに関する。
補償器として好適な光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２２は、従来から知られているいわゆ
る微細構造を有する光ファイバの断面図である。この光
ファイバは、図２２に示すように、シリカガラス６１の
材料中に多数のボイド６２（空孔）が設けられた断面構
造を有する。ボイド６２が無い断面中心部分がコア領域
６３であり、このコア領域６３を包囲し、ボイド６２を
多数含む部分がクラッド領域６４である。
る微細構造を有する光ファイバの断面図である。この光
ファイバは、図２２に示すように、シリカガラス６１の
材料中に多数のボイド６２（空孔）が設けられた断面構
造を有する。ボイド６２が無い断面中心部分がコア領域
６３であり、このコア領域６３を包囲し、ボイド６２を
多数含む部分がクラッド領域６４である。
【０００３】このような微細構造を含む光ファイバの光
閉じ込めの原理は、定性的には実効屈折率という概念を
用いて説明される（例えば、T.A.Birksら、Optics Lette
rs Vol.22 p.961（1997））。微細構造を有するため、
厳格に考えるとコア領域６３及びクラッド領域６４内で
屈折率は複雑な分布を示すはずであるが、各領域を均一
な媒体で置換して光導波特性を近似したときの、この均
一な媒体の屈折率を実効屈折率と呼ぶ。実効屈折率ｎ
effは、次の不等式を満たす。
閉じ込めの原理は、定性的には実効屈折率という概念を
用いて説明される（例えば、T.A.Birksら、Optics Lette
rs Vol.22 p.961（1997））。微細構造を有するため、
厳格に考えるとコア領域６３及びクラッド領域６４内で
屈折率は複雑な分布を示すはずであるが、各領域を均一
な媒体で置換して光導波特性を近似したときの、この均
一な媒体の屈折率を実効屈折率と呼ぶ。実効屈折率ｎ
effは、次の不等式を満たす。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここで、ｎは屈折率、ｆは容積分率を表
す。また、添字１はシリカガラス、添字２は空気を表
す。容積分率については、ｆ1＋ｆ2＝１が成り立つ。通
常、ｎ1＞ｎ2であるから、式(1)の最左辺と最右辺は、
ｆ2の増大に伴って小さくなる。従って、ボイド６２を
多数含むクラッド領域６４の実効屈折率は、コア領域６
３の実効屈折率よりも小さくなり、通常の光ファイバと
同様に光閉じ込め効果が実現される。
す。また、添字１はシリカガラス、添字２は空気を表
す。容積分率については、ｆ1＋ｆ2＝１が成り立つ。通
常、ｎ1＞ｎ2であるから、式(1)の最左辺と最右辺は、
ｆ2の増大に伴って小さくなる。従って、ボイド６２を
多数含むクラッド領域６４の実効屈折率は、コア領域６
３の実効屈折率よりも小さくなり、通常の光ファイバと
同様に光閉じ込め効果が実現される。
【０００６】このような実効屈折率のモデルは、微細構
造スケールに比べて光の波長が長い場合については妥当
であると考えられる。しかし、光の波長が短くなってい
くことに伴い、屈折率の高い場所に光が局在するように
なるため、実効屈折率は上昇し、屈折率分布を持つ構造
を均一な媒質で置換できるという仮定も、妥当性を失っ
ていくと考えられる。
造スケールに比べて光の波長が長い場合については妥当
であると考えられる。しかし、光の波長が短くなってい
くことに伴い、屈折率の高い場所に光が局在するように
なるため、実効屈折率は上昇し、屈折率分布を持つ構造
を均一な媒質で置換できるという仮定も、妥当性を失っ
ていくと考えられる。
【０００７】一方、このような光ファイバよりも大きい
負分散を持つ光ファイバが、例えば、米国特許5,802,23
6号に開示されている。この光ファイバは、上記のよう
な微細構造を有するが、クラッド領域が内部クラッド領
域と外部クラッド領域とによって構成され、内部クラッ
ド領域の実効屈折率が外部クラッド領域の実効屈折率よ
りも小さいという特徴を有する。
負分散を持つ光ファイバが、例えば、米国特許5,802,23
6号に開示されている。この光ファイバは、上記のよう
な微細構造を有するが、クラッド領域が内部クラッド領
域と外部クラッド領域とによって構成され、内部クラッ
ド領域の実効屈折率が外部クラッド領域の実効屈折率よ
りも小さいという特徴を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示されている光ファイバは、均一なクラッド構造
を有する光ファイバに比べて負分散が増大する一方、実
効コア断面積の低下、及び曲げ損失の増大、及び実効コ
ア断面積の構造パラメータ変動に対する感度の増大、と
いった問題を有する。
報に開示されている光ファイバは、均一なクラッド構造
を有する光ファイバに比べて負分散が増大する一方、実
効コア断面積の低下、及び曲げ損失の増大、及び実効コ
ア断面積の構造パラメータ変動に対する感度の増大、と
いった問題を有する。
【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、大きな負分散、実効コア断面積と小さな
曲げ損失を両立させることの可能な光ファイバを提供す
ることを目的とする。
たものであり、大きな負分散、実効コア断面積と小さな
曲げ損失を両立させることの可能な光ファイバを提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る光ファイバは、コア領域とこれを順次
包囲する３層以上のクラッド領域とを有する光ファイバ
において、クラッド領域のいずれか１つは自身の平均屈
折率より低い平均屈折率を有する領域に包囲されてお
り、少なくとも１つのクラッド領域はそれを構成する主
媒質よりも低い屈折率を有する副媒質からなる領域を複
数備えていることを特徴とする。
め、本発明に係る光ファイバは、コア領域とこれを順次
包囲する３層以上のクラッド領域とを有する光ファイバ
において、クラッド領域のいずれか１つは自身の平均屈
折率より低い平均屈折率を有する領域に包囲されてお
り、少なくとも１つのクラッド領域はそれを構成する主
媒質よりも低い屈折率を有する副媒質からなる領域を複
数備えていることを特徴とする。
【００１１】ここで、主媒質は、単独でも光ファイバを
構成できる材料でなければならないが、副媒質には単独
では光ファイバを構成することができない材料、例えば
気体や液体等を用いることもできる。
構成できる材料でなければならないが、副媒質には単独
では光ファイバを構成することができない材料、例えば
気体や液体等を用いることもできる。
【００１２】一般に、負分散の大きさ、負分散スロープ
の大きさ、及び実効コア断面積の大きさは、曲げ損失の
低さとトレードオフの関係にあるが、本発明によれば、
従来の不純物添加型光ファイバに比べて曲げ損失を低下
させることが可能となり、曲げ損失が等しい条件下で
は、従来の不純物添加型光ファイバに比べて絶対値の大
きな負分散、絶対値の大きな負分散スロープ、及び大き
な実効コア断面積を実現することができる。
の大きさ、及び実効コア断面積の大きさは、曲げ損失の
低さとトレードオフの関係にあるが、本発明によれば、
従来の不純物添加型光ファイバに比べて曲げ損失を低下
させることが可能となり、曲げ損失が等しい条件下で
は、従来の不純物添加型光ファイバに比べて絶対値の大
きな負分散、絶対値の大きな負分散スロープ、及び大き
な実効コア断面積を実現することができる。
【００１３】コア領域が実質的に均一な媒質で構成さ
れ、クラッド領域は実質的に均一な媒質で形成される２
層以上の内側クラッド領域と、これを包囲し、副媒質か
らなる領域を備えている外側クラッド領域とから構成さ
れていることが好ましい。
れ、クラッド領域は実質的に均一な媒質で形成される２
層以上の内側クラッド領域と、これを包囲し、副媒質か
らなる領域を備えている外側クラッド領域とから構成さ
れていることが好ましい。
【００１４】ある領域が実質的に均一な媒質で構成され
るとは、その領域が微細構造を含まないことを意味し、
その領域を構成する材料中の不純物濃度が領域内で変化
する構成を適宜採ることも可能である。例えば、不純物
としてＧｅを含むシリカガラスで構成し、中心から外周
に向かってＧｅ濃度が減少する構成を採ることができ
る。
るとは、その領域が微細構造を含まないことを意味し、
その領域を構成する材料中の不純物濃度が領域内で変化
する構成を適宜採ることも可能である。例えば、不純物
としてＧｅを含むシリカガラスで構成し、中心から外周
に向かってＧｅ濃度が減少する構成を採ることができ
る。
【００１５】光ファイバにおいて、波長分散などの光学
特性を所望の値で実現するためには、コア領域および内
側クラッド領域の構造を高い精度で作成する必要があ
る。実質的に均一な物質、例えばシリカガラスからなる
構造は、副媒質、例えば、空気やポリマーからなる領域
を備えた構造に比べて高い精度での作成が容易である。
そのため、本構成により従来の微細構造を含む光ファイ
バに比べて、所望の光学特性を容易に実現できる。一
方、外側クラッド領域に副媒質からなる領域を設けるこ
とにより、均一媒質で構成した場合に比べて平均屈折率
を大幅に下げることができる。そのため、従来の不純物
添加型光ファイバに比べて低い曲げ損失を実現すること
が可能となる。
特性を所望の値で実現するためには、コア領域および内
側クラッド領域の構造を高い精度で作成する必要があ
る。実質的に均一な物質、例えばシリカガラスからなる
構造は、副媒質、例えば、空気やポリマーからなる領域
を備えた構造に比べて高い精度での作成が容易である。
そのため、本構成により従来の微細構造を含む光ファイ
バに比べて、所望の光学特性を容易に実現できる。一
方、外側クラッド領域に副媒質からなる領域を設けるこ
とにより、均一媒質で構成した場合に比べて平均屈折率
を大幅に下げることができる。そのため、従来の不純物
添加型光ファイバに比べて低い曲げ損失を実現すること
が可能となる。
【００１６】さらに、内側クラッド領域は第１内側クラ
ッド領域と第２内側クラッド領域からなる２層構造であ
り、コア、第１内側クラッド、第２内側クラッドのそれ
ぞれの屈折率ｎ0、ｎ1、ｎ2と外側クラッド領域の平均
屈折率ｎ3との間に、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3 が成立することが好ましい。
ッド領域と第２内側クラッド領域からなる２層構造であ
り、コア、第１内側クラッド、第２内側クラッドのそれ
ぞれの屈折率ｎ0、ｎ1、ｎ2と外側クラッド領域の平均
屈折率ｎ3との間に、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3 が成立することが好ましい。
【００１７】外側クラッド領域における平均屈折率を下
げることで、従来の不純物添加型光ファイバに比べて曲
げ損失を低下させることが可能となる。また、低い屈折
率を有する第１内側クラッド領域が存在することによ
り、絶対値の大きな負の波長分散を得ることができる。
さらに、副媒質の存在する外側クラッド領域がコア領域
から離れているため従来の微細構造光ファイバに比べて
過剰な光損失を低く抑えることができる。
げることで、従来の不純物添加型光ファイバに比べて曲
げ損失を低下させることが可能となる。また、低い屈折
率を有する第１内側クラッド領域が存在することによ
り、絶対値の大きな負の波長分散を得ることができる。
さらに、副媒質の存在する外側クラッド領域がコア領域
から離れているため従来の微細構造光ファイバに比べて
過剰な光損失を低く抑えることができる。
【００１８】外側クラッド領域の副媒質を、ファイバ軸
に関する４回回転対称性が実質的に成立するように配置
すれば、モード複屈折率Ｂ＝（β1−β2）／ｋを小さく
することができ、偏波モード分散が小さくなるので、高
ビットレートの光信号の伝送に使用することができ好ま
しい。ここで、β1とβ2とは、２つの偏波モードの伝搬
定数、ｋは真空中の波数である。
に関する４回回転対称性が実質的に成立するように配置
すれば、モード複屈折率Ｂ＝（β1−β2）／ｋを小さく
することができ、偏波モード分散が小さくなるので、高
ビットレートの光信号の伝送に使用することができ好ま
しい。ここで、β1とβ2とは、２つの偏波モードの伝搬
定数、ｋは真空中の波数である。
【００１９】外側クラッド領域の主媒質をシリカとし、
副媒質を気体または真空とすれば、伝送損失を低く抑え
ることができ、好ましい。
副媒質を気体または真空とすれば、伝送損失を低く抑え
ることができ、好ましい。
【００２０】外側クラッド領域に対するコア領域の比平
均屈折率差が２％以上であることが好ましい。
均屈折率差が２％以上であることが好ましい。
【００２１】この構成により、外側クラッド領域の平均
屈折率が相対的に低くなり、外側クラッド領域への光電
界のしみ出しが抑制されるため、所定の波長において曲
げ損失を低減することができる。
屈折率が相対的に低くなり、外側クラッド領域への光電
界のしみ出しが抑制されるため、所定の波長において曲
げ損失を低減することができる。
【００２２】第２内側クラッド領域に対する第１内側ク
ラッド領域の比平均屈折率差は−０．１％以下であるこ
とが好ましい。これにより、所定の波長において、負の
波長分散又は負の波長分散スロープを得ることができ、
正の波長分散及び正の波長分散スロープの補償により適
した光ファイバが得られる。
ラッド領域の比平均屈折率差は−０．１％以下であるこ
とが好ましい。これにより、所定の波長において、負の
波長分散又は負の波長分散スロープを得ることができ、
正の波長分散及び正の波長分散スロープの補償により適
した光ファイバが得られる。
【００２３】外側クラッド領域の微細構造領域を伝搬す
る光パワーの全光パワーに対する割合が１％以下である
ことが好ましい。外側クラッド領域の微細構造領域を伝
搬する光パワーが増大すると、過剰な光損失が増大する
からであり、このように構成することで、過剰な伝送損
失を低減できる。
る光パワーの全光パワーに対する割合が１％以下である
ことが好ましい。外側クラッド領域の微細構造領域を伝
搬する光パワーが増大すると、過剰な光損失が増大する
からであり、このように構成することで、過剰な伝送損
失を低減できる。
【００２４】所定の波長において単一モードで動作させ
ると、モード間分散が無くなり、高ビットレートの光信
号の伝送に用いることが可能となり好ましい。
ると、モード間分散が無くなり、高ビットレートの光信
号の伝送に用いることが可能となり好ましい。
【００２５】所定波長における波長分散が−80ps/nm/km
を下回るようにすれば、正の波長分散を補償するために
必要な光ファイバの長さが短くて済む。この光ファイバ
と、所定波長において正の波長分散を有する光ファイバ
とを組み合わせて光伝送路を構成すると、累積波長分散
が少なく、大容量通信が可能な光ファイバ伝送路を実現
することができる。
を下回るようにすれば、正の波長分散を補償するために
必要な光ファイバの長さが短くて済む。この光ファイバ
と、所定波長において正の波長分散を有する光ファイバ
とを組み合わせて光伝送路を構成すると、累積波長分散
が少なく、大容量通信が可能な光ファイバ伝送路を実現
することができる。
【００２６】複数のクラッド領域に微細構造領域が配置
されている場合、その横断面占有率を領域により異なら
せることが好ましい。ここで、横断面占有率とはある領
域においてある媒質が占める面積の総和を、その領域の
面積で割った値である。このように、単位断面積当たり
の副媒質の断面積を増加又は減少させることによって、
微細構造を含む領域の平均屈折率を決めることができる
ため、各領域の平均屈折率の大小関係を容易に決定する
ことができる。
されている場合、その横断面占有率を領域により異なら
せることが好ましい。ここで、横断面占有率とはある領
域においてある媒質が占める面積の総和を、その領域の
面積で割った値である。このように、単位断面積当たり
の副媒質の断面積を増加又は減少させることによって、
微細構造を含む領域の平均屈折率を決めることができる
ため、各領域の平均屈折率の大小関係を容易に決定する
ことができる。
【００２７】この場合に、各クラッド領域内における各
副媒質領域の断面積を実質的に一様として、クラッド領
域によって断面積を異ならせることが製造を容易にする
ためには好ましい。
副媒質領域の断面積を実質的に一様として、クラッド領
域によって断面積を異ならせることが製造を容易にする
ためには好ましい。
【００２８】各微細構造の配置は、六方格子または正方
格子と実質的に同等とするのが好ましい。六方格子また
は正方格子と実質的に同等の配置を採ることで、回転対
称性を確保するとともに、大きな副媒質占有率を実現で
きる。
格子と実質的に同等とするのが好ましい。六方格子また
は正方格子と実質的に同等の配置を採ることで、回転対
称性を確保するとともに、大きな副媒質占有率を実現で
きる。
【００２９】クラッド領域は、第１内側クラッド領域、
第２内側クラッド領域、、外側クラッド領域からなる３
層構造であり、コア、第１内側クラッド、第２内側クラ
ッド、外側クラッド領域のそれぞれの平均屈折率ｎ0、
ｎ1、ｎ2、ｎ3の間に、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3 が成立することが好ましい。このようにすると、負に大
きな波長分散や負に大きな波長分散スロープ、大きな実
効コア断面積を実現できる。
第２内側クラッド領域、、外側クラッド領域からなる３
層構造であり、コア、第１内側クラッド、第２内側クラ
ッド、外側クラッド領域のそれぞれの平均屈折率ｎ0、
ｎ1、ｎ2、ｎ3の間に、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3 が成立することが好ましい。このようにすると、負に大
きな波長分散や負に大きな波長分散スロープ、大きな実
効コア断面積を実現できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の実施の形態について説明する。なお、各図において同
一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略す
る。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一
致していない。
の実施の形態について説明する。なお、各図において同
一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略す
る。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一
致していない。
【００３１】図１は、本発明に係る光ファイバの基本形
態における領域区分を示す横断面図であり、図２は、こ
の光ファイバの微細構造を説明する横断面図である。図
１に示すように、この光ファイバは、コア領域１と、コ
ア領域１を包囲する第１クラッド領域２と、第１クラッ
ド領域２を包囲する第２クラッド領域３と、第２クラッ
ド領域３を包囲する第３クラッド領域４とから構成され
る。また、これらの各領域は、図２に示すように、主媒
質としてのシリカガラス５と副媒質としての多数のボイ
ド６とから構成されている。
態における領域区分を示す横断面図であり、図２は、こ
の光ファイバの微細構造を説明する横断面図である。図
１に示すように、この光ファイバは、コア領域１と、コ
ア領域１を包囲する第１クラッド領域２と、第１クラッ
ド領域２を包囲する第２クラッド領域３と、第２クラッ
ド領域３を包囲する第３クラッド領域４とから構成され
る。また、これらの各領域は、図２に示すように、主媒
質としてのシリカガラス５と副媒質としての多数のボイ
ド６とから構成されている。
【００３２】以下の説明においては、各領域の屈折率と
して平均屈折率という概念を用いる。実効屈折率は、近
似を用いて定義されるために、定義があいまいであり、
構造の記述には適さないため、これを用いない。図３
は、この平均屈折率の定義方法の一例を説明する図であ
る。ある領域で着目した一つのボイド６ｘについて、そ
れを取り囲む全てのボイド６との間に垂直二等分線を引
く。これらの垂直二等分線によって区画され、内部に１
個のボイド６ｘのみを含む多角形を定義する。これをセ
ル７と呼ぶ。このセル７において、平均屈折率ｎavgを
次式によって算出する。
して平均屈折率という概念を用いる。実効屈折率は、近
似を用いて定義されるために、定義があいまいであり、
構造の記述には適さないため、これを用いない。図３
は、この平均屈折率の定義方法の一例を説明する図であ
る。ある領域で着目した一つのボイド６ｘについて、そ
れを取り囲む全てのボイド６との間に垂直二等分線を引
く。これらの垂直二等分線によって区画され、内部に１
個のボイド６ｘのみを含む多角形を定義する。これをセ
ル７と呼ぶ。このセル７において、平均屈折率ｎavgを
次式によって算出する。
【００３３】
【数２】
【００３４】ただし、ngはファイバ材料部分の屈折率、
ｎhは、ポイド６ｘ部分の屈折率であり、Ａcellはセル
７全体の面積、Ａholeはボイド６ｘの面積を表す。所定
の領域の平均屈折率Ｎavgは、その領域に含まれるセル
７のセル番号をｊ〜ｋとし、ｉ番目のセル７の平均屈折
率をｎavg,i、セル面積をＡcell,iとすると、次式で表
すことができる。
ｎhは、ポイド６ｘ部分の屈折率であり、Ａcellはセル
７全体の面積、Ａholeはボイド６ｘの面積を表す。所定
の領域の平均屈折率Ｎavgは、その領域に含まれるセル
７のセル番号をｊ〜ｋとし、ｉ番目のセル７の平均屈折
率をｎavg,i、セル面積をＡcell,iとすると、次式で表
すことができる。
【００３５】
【数３】
【００３６】本発明においては、(3)式により定義され
る各領域の平均屈折率の関係が以下の関係を満たすよう
に設定していることを特徴とする。すなわち、コア領
域、第１クラッド領域、第２クラッド領域、第３クラッ
ド領域のそれぞれの平均屈折率をｎ0、ｎ1、ｎ2、ｎ3と
すると、これらの間に、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3 の関係が成立する。各領域の平均屈折率Ｎavgは、ボイ
ド６の大きさを調整することで設定することが可能であ
る。すなわち、単位断面積当たりのボイド６の断面積を
増加又は減少することによって、主媒質であるシリカガ
ラス５と副媒質であるボイド６との割合が増減するた
め、その領域の平均屈折率Ｎavgを任意の値に設定する
ことができる。
る各領域の平均屈折率の関係が以下の関係を満たすよう
に設定していることを特徴とする。すなわち、コア領
域、第１クラッド領域、第２クラッド領域、第３クラッ
ド領域のそれぞれの平均屈折率をｎ0、ｎ1、ｎ2、ｎ3と
すると、これらの間に、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3 の関係が成立する。各領域の平均屈折率Ｎavgは、ボイ
ド６の大きさを調整することで設定することが可能であ
る。すなわち、単位断面積当たりのボイド６の断面積を
増加又は減少することによって、主媒質であるシリカガ
ラス５と副媒質であるボイド６との割合が増減するた
め、その領域の平均屈折率Ｎavgを任意の値に設定する
ことができる。
【００３７】図４は、図５は、このようにして平均屈折
率分布を設定した本発明に係る光ファイバの第１の実施
形態と第２の実施形態のそれぞれの断面構造を示す図で
ある。
率分布を設定した本発明に係る光ファイバの第１の実施
形態と第２の実施形態のそれぞれの断面構造を示す図で
ある。
【００３８】図４に示される第１の実施形態の光ファイ
バでは、コア領域１には、ボイド６を配置せず、第１〜
第３のクラッド領域２〜４にのみそれぞれボイド６ａ〜
６ｃを六方格子状に配置している。そして、各領域内で
のポイド６の径は一様であり、すべてのボイドが一律の
ピッチＬで配置されている。そして、各領域のボイド径
の関係は第１クラッド領域２内のボイド６ａの径を
ｄ1、第２クラッド領域３内のボイド６ｂの径をｄ2、第
３クラッド領域４内のボイド６ｃの径をｄ3とすると、
ｄ1＞ｄ3＞ｄ2となるよう設定されている。この結果、
(2)(3)式より明らかなように、各領域の平均屈折率の関
係は、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ3＞ｎ1 を満たし、ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3を満たす。
バでは、コア領域１には、ボイド６を配置せず、第１〜
第３のクラッド領域２〜４にのみそれぞれボイド６ａ〜
６ｃを六方格子状に配置している。そして、各領域内で
のポイド６の径は一様であり、すべてのボイドが一律の
ピッチＬで配置されている。そして、各領域のボイド径
の関係は第１クラッド領域２内のボイド６ａの径を
ｄ1、第２クラッド領域３内のボイド６ｂの径をｄ2、第
３クラッド領域４内のボイド６ｃの径をｄ3とすると、
ｄ1＞ｄ3＞ｄ2となるよう設定されている。この結果、
(2)(3)式より明らかなように、各領域の平均屈折率の関
係は、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ3＞ｎ1 を満たし、ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3を満たす。
【００３９】図５に示される第２の実施形態の光ファイ
バでも、コア領域１には、ボイド６を配置せず、第１〜
第３のクラッド領域２〜４にのみそれぞれボイド６ａ〜
６ｃが六方格子状に配置されている。そして、各領域内
でのポイド６の径は一様であり、すべてのボイドが一律
のピッチＬで配置されている点も第１の実施形態と同様
である。第１の実施形態と異なるのは、各領域のボイド
６の径の関係であり、本実施形態では、ｄ3≧ｄ1＞ｄ2
となるよう設定されている点である。この結果、(2)(3)
式より明らかなように、各領域の平均屈折率の関係は、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1≧ｎ3 を満たし、ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3を満たす。
バでも、コア領域１には、ボイド６を配置せず、第１〜
第３のクラッド領域２〜４にのみそれぞれボイド６ａ〜
６ｃが六方格子状に配置されている。そして、各領域内
でのポイド６の径は一様であり、すべてのボイドが一律
のピッチＬで配置されている点も第１の実施形態と同様
である。第１の実施形態と異なるのは、各領域のボイド
６の径の関係であり、本実施形態では、ｄ3≧ｄ1＞ｄ2
となるよう設定されている点である。この結果、(2)(3)
式より明らかなように、各領域の平均屈折率の関係は、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1≧ｎ3 を満たし、ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3を満たす。
【００４０】通常、ファイバ線引き時には、主媒質の粘
度が下がるため、副媒質領域の変形が起こりやすく、フ
ァイバにおける副媒質占有率が所望の値から外れる要因
となる。コア領域と各クラッド領域内での副媒質領域の
変形の仕方は各領域内でほぼ一様であるから、各領域内
での副媒質領域の断面積を一様にしてそれぞれの平均屈
折率を設定することで、ある副媒質領域が所望の占有率
を有するように線引き条件を調整すれば、同じ領域内の
他の副媒質領域も所望の占有率を有するため、製造が容
易となる。
度が下がるため、副媒質領域の変形が起こりやすく、フ
ァイバにおける副媒質占有率が所望の値から外れる要因
となる。コア領域と各クラッド領域内での副媒質領域の
変形の仕方は各領域内でほぼ一様であるから、各領域内
での副媒質領域の断面積を一様にしてそれぞれの平均屈
折率を設定することで、ある副媒質領域が所望の占有率
を有するように線引き条件を調整すれば、同じ領域内の
他の副媒質領域も所望の占有率を有するため、製造が容
易となる。
【００４１】本発明者らはボイド６の径、ピッチの異な
る３種類の第１あるいは第２の実施形態に係る光ファイ
バ（実施例１〜３と呼ぶ）を作成し、これらと従来型の
２種類の微細構造光ファイバ（比較例１、２と呼ぶ）と
の間で特性の比較を行ったので、以下、その結果につい
て報告する。
る３種類の第１あるいは第２の実施形態に係る光ファイ
バ（実施例１〜３と呼ぶ）を作成し、これらと従来型の
２種類の微細構造光ファイバ（比較例１、２と呼ぶ）と
の間で特性の比較を行ったので、以下、その結果につい
て報告する。
【００４２】実施例、比較例のそれぞれにおける第１〜
第３クラッド領域２〜４のボイド６の直径のピッチＬに
対する比率を表１に示す。なお、ボイド６の層数ｍは７
である。
第３クラッド領域２〜４のボイド６の直径のピッチＬに
対する比率を表１に示す。なお、ボイド６の層数ｍは７
である。
【００４３】
【表１】
【００４４】ここで、実施例１は第１の実施形態の光フ
ァイバであり、実施例２、３は第２の実施形態の光ファ
イバである。
ァイバであり、実施例２、３は第２の実施形態の光ファ
イバである。
【００４５】図６、図７は、実施例１、実施例３のそれ
ぞれについて、各ボイド６の中心Ｐをセル７の位置と
し、原点Ｏ（ファイバ軸）からＰまでの距離をｒとし
て、各セルの平均屈折率ｎavgを距離ｒに対する散布図
として表したものである。ここでは、材料のシリカガラ
ス４の屈折率を１．４４４、空気の屈折率を１として計
算した。
ぞれについて、各ボイド６の中心Ｐをセル７の位置と
し、原点Ｏ（ファイバ軸）からＰまでの距離をｒとし
て、各セルの平均屈折率ｎavgを距離ｒに対する散布図
として表したものである。ここでは、材料のシリカガラ
ス４の屈折率を１．４４４、空気の屈折率を１として計
算した。
【００４６】いずれの実施例でも、第２クラッド領域３
では、ボイド６の径が小さいために平均屈折率が高くな
ると共に、第１クラッド領域２、第３クラッド領域４で
はボイド６の径が大きいために平均屈折率が低くなって
いる。
では、ボイド６の径が小さいために平均屈折率が高くな
ると共に、第１クラッド領域２、第３クラッド領域４で
はボイド６の径が大きいために平均屈折率が低くなって
いる。
【００４７】図８は、実施例１と比較例１、２における
構造分散と実効コア断面積の計算結果を比較して示した
ものである。図８において、左側の縦軸は構造分散
Ｄwg、右側の縦軸は実効コア断面積Ａeff、横軸は光の
波長λを示す。ここでは、実施例１、比較例１、２とも
波長1550nmにおける構造分散Ｄwgが同じ-100ps/nm/kmと
なるようピッチＬが設定されており、その値は、実施例
１が１．６６μｍ、比較例１が１．６２μｍ、比較例２
が１．４８μｍである。波長1550nmにおける構造分散ス
ロープが実施例１と比較例１が-0.5ps/nm2/kmであり、
比較例２の-0.2ps/nm 2/kmに比べて小さい。しかし、実
施例１は、実効コア断面積が８．３μｍ2であり、比較
例１の７．７μｍ2に比べて大きい。
構造分散と実効コア断面積の計算結果を比較して示した
ものである。図８において、左側の縦軸は構造分散
Ｄwg、右側の縦軸は実効コア断面積Ａeff、横軸は光の
波長λを示す。ここでは、実施例１、比較例１、２とも
波長1550nmにおける構造分散Ｄwgが同じ-100ps/nm/kmと
なるようピッチＬが設定されており、その値は、実施例
１が１．６６μｍ、比較例１が１．６２μｍ、比較例２
が１．４８μｍである。波長1550nmにおける構造分散ス
ロープが実施例１と比較例１が-0.5ps/nm2/kmであり、
比較例２の-0.2ps/nm 2/kmに比べて小さい。しかし、実
施例１は、実効コア断面積が８．３μｍ2であり、比較
例１の７．７μｍ2に比べて大きい。
【００４８】このように、第１の実施形態の光ファイバ
は、大きな負分散を得ることが可能であるため、他の正
分散を有する光ファイバの分散を補償する際に、光ファ
イバの長さが短くて済むこととなる。また、大きな負分
散と大きな負分散スロープを達成すると同時に、実効コ
ア断面積も大きくさせることができる。そのため、非線
型光学現象を抑制させ、伝送品質を向上させることが可
能となる。
は、大きな負分散を得ることが可能であるため、他の正
分散を有する光ファイバの分散を補償する際に、光ファ
イバの長さが短くて済むこととなる。また、大きな負分
散と大きな負分散スロープを達成すると同時に、実効コ
ア断面積も大きくさせることができる。そのため、非線
型光学現象を抑制させ、伝送品質を向上させることが可
能となる。
【００４９】図９は、実施例１と比較例１、２のピッチ
を変えた場合のそれぞれにおける構造分散と実効コア断
面積の計算結果を比較して示したものである。（以下、
添字ａをつけて図８の場合と区別する。）ここでは、各
光ファイバの波長1550nmにおける実効コア断面積Ａeff
が8.4μm2となるようにピッチＬが設定されており、そ
の値は、実施例１ａが１．６５μｍ、比較例１ａが１．
５４μｍ、比較例２ａが１．６０μｍである。
を変えた場合のそれぞれにおける構造分散と実効コア断
面積の計算結果を比較して示したものである。（以下、
添字ａをつけて図８の場合と区別する。）ここでは、各
光ファイバの波長1550nmにおける実効コア断面積Ａeff
が8.4μm2となるようにピッチＬが設定されており、そ
の値は、実施例１ａが１．６５μｍ、比較例１ａが１．
５４μｍ、比較例２ａが１．６０μｍである。
【００５０】波長の増加によって実効コア断面積Ａeff
も増加するが、実施例１ａの実効コア断面積Ａeffの波
長に対する増加ペースｄＡeff／ｄλのほうが比較例１
ａのそれより小さい。このように実効コア断面積の波長
に対する増加ペースが小さいことは、コア領域への光閉
じ込めが強く、曲げ損失が小さいことを意味する。ま
た、実効コア断面積の構造パラメータへの感度が低い。
も増加するが、実施例１ａの実効コア断面積Ａeffの波
長に対する増加ペースｄＡeff／ｄλのほうが比較例１
ａのそれより小さい。このように実効コア断面積の波長
に対する増加ペースが小さいことは、コア領域への光閉
じ込めが強く、曲げ損失が小さいことを意味する。ま
た、実効コア断面積の構造パラメータへの感度が低い。
【００５１】このように、光閉じ込めが良く、曲げ損失
が小さいので、実効コア断面積を大きくさせることがで
きる。その結果、非線型光学現象の発生を抑制すること
ができ、伝送品質の向上を図ることができる。
が小さいので、実効コア断面積を大きくさせることがで
きる。その結果、非線型光学現象の発生を抑制すること
ができ、伝送品質の向上を図ることができる。
【００５２】図１０は、実施例２、３と比較例２におけ
る実効コア断面積Ａeffに対する伝搬定数βの変化特性
の計算結果を比較して示している。縦軸は、伝搬定数β
を波数ｋで割った値であり、横軸は実効コア断面積Ａ
effをピッチＬの自乗で割った値である。一般に、実効
コア断面積Ａeffが増大するに伴って、βは低下する。
伝搬定数βの低下に伴って、コア領域への光閉じ込めが
弱くなり、曲げ損失が増大する。図から比較例２よりも
実施例２が、実施例２よりも実施例３がコア領域への光
閉じ込めの度合いを高めており、曲げ損失が低下してい
ることが示されている。従って、同じ実効コア断面積Ａ
effで比較した場合、比較例２よりも実施例２が、実施
例２よりも実施例３が曲げ損失を低下させ、同じ曲げ損
失で比較すれば、比較例２よりも実施例２が、実施例２
よりも実施例３が実効コア断面積を増大させられること
が確認された。
る実効コア断面積Ａeffに対する伝搬定数βの変化特性
の計算結果を比較して示している。縦軸は、伝搬定数β
を波数ｋで割った値であり、横軸は実効コア断面積Ａ
effをピッチＬの自乗で割った値である。一般に、実効
コア断面積Ａeffが増大するに伴って、βは低下する。
伝搬定数βの低下に伴って、コア領域への光閉じ込めが
弱くなり、曲げ損失が増大する。図から比較例２よりも
実施例２が、実施例２よりも実施例３がコア領域への光
閉じ込めの度合いを高めており、曲げ損失が低下してい
ることが示されている。従って、同じ実効コア断面積Ａ
effで比較した場合、比較例２よりも実施例２が、実施
例２よりも実施例３が曲げ損失を低下させ、同じ曲げ損
失で比較すれば、比較例２よりも実施例２が、実施例２
よりも実施例３が実効コア断面積を増大させられること
が確認された。
【００５３】図１１は、伝搬定数βを波数ｋで割った値
を波長λの自乗で規格化した実効コア断面積Ａeffに対
してプロットしたものである。一般に、β／ｋが大きい
ほど、曲げ損失が小さくなる。β／ｋ＞１．４０５の時
に曲げ損失が実用上十分小さくなるとすると、図１１よ
り、実施例３においては、Ａeff／λ2＝５が実現可能で
あり、波長λ＝１５５０ｎｍにおいて実効コア断面積Ａ
eff＝１２μｍ2を実現させることができることがわか
る。
を波長λの自乗で規格化した実効コア断面積Ａeffに対
してプロットしたものである。一般に、β／ｋが大きい
ほど、曲げ損失が小さくなる。β／ｋ＞１．４０５の時
に曲げ損失が実用上十分小さくなるとすると、図１１よ
り、実施例３においては、Ａeff／λ2＝５が実現可能で
あり、波長λ＝１５５０ｎｍにおいて実効コア断面積Ａ
eff＝１２μｍ2を実現させることができることがわか
る。
【００５４】図１２は、実施例２、３と比較例２におけ
る実効コア断面積の計算結果を比較して示したものであ
る。ここでは、実施例２、３、比較例２のすべてにおい
てピッチを１．５３μｍとした場合の計算結果を示す。
る実効コア断面積の計算結果を比較して示したものであ
る。ここでは、実施例２、３、比較例２のすべてにおい
てピッチを１．５３μｍとした場合の計算結果を示す。
【００５５】波長λ＝１５５０ｎｍにおける実効コア断
面積Ａeffに着目すると、実効コア断面積Ａeffは、比較
例２よりも実施例２が、実施例２よりも実施例３が大き
くなる。
面積Ａeffに着目すると、実効コア断面積Ａeffは、比較
例２よりも実施例２が、実施例２よりも実施例３が大き
くなる。
【００５６】このように、第２の実施形態によれば、大
きな実効コア断面積を有するので、非線型光学現象の発
生を抑制させることができ、伝送品質の向上を図ること
ができる。
きな実効コア断面積を有するので、非線型光学現象の発
生を抑制させることができ、伝送品質の向上を図ること
ができる。
【００５７】図１３は、実施例２、３、比較例２のそれ
ぞれのピッチＬを変えた場合の実効コア断面積の計算結
果を比較して示したものである。ここでは、実施例２、
３、比較例２とも波長1550nmにおける実効コア断面積Ａ
effが１２μｍ2となるようピッチＬが設定されており、
その値は、実施例２が１．３３μｍ、実施例３が１．５
３μｍ、比較例２が１．２１μｍである。
ぞれのピッチＬを変えた場合の実効コア断面積の計算結
果を比較して示したものである。ここでは、実施例２、
３、比較例２とも波長1550nmにおける実効コア断面積Ａ
effが１２μｍ2となるようピッチＬが設定されており、
その値は、実施例２が１．３３μｍ、実施例３が１．５
３μｍ、比較例２が１．２１μｍである。
【００５８】λ＝１５５０ｎｍにおける実効コア断面積
Ａeffの変化に着目すると、波長変化に対する実効コア
断面積Ａeffの変化の大きさは、比較例２よりも実施例
２が、実施例２よりも実施例３が小さくなる。波長変化
に対する実効コア断面積Ａef fの変化の大きさが小さい
ということは、コア領域への光閉じ込めの度合いが高
く、曲げ損失が低いということを示すと共に、ピッチな
どの構造パラメータ変動に対する実効コア断面積Ａeff
の特性の感度が小さいことを意味する。一般に、Ａeff
を拡大すると曲げ損失の増大を伴うので、同じＡeffで
比べた曲げ損失が低いということは、同じ曲げ損失で比
べた時に、より大きなＡeffを実現できることを意味す
る。
Ａeffの変化に着目すると、波長変化に対する実効コア
断面積Ａeffの変化の大きさは、比較例２よりも実施例
２が、実施例２よりも実施例３が小さくなる。波長変化
に対する実効コア断面積Ａef fの変化の大きさが小さい
ということは、コア領域への光閉じ込めの度合いが高
く、曲げ損失が低いということを示すと共に、ピッチな
どの構造パラメータ変動に対する実効コア断面積Ａeff
の特性の感度が小さいことを意味する。一般に、Ａeff
を拡大すると曲げ損失の増大を伴うので、同じＡeffで
比べた曲げ損失が低いということは、同じ曲げ損失で比
べた時に、より大きなＡeffを実現できることを意味す
る。
【００５９】このように、第２の実施形態では、大きな
実効コア断面積を有するので、非線型光学現象の発生を
抑制することができ、伝送品質の向上を図ることができ
る。
実効コア断面積を有するので、非線型光学現象の発生を
抑制することができ、伝送品質の向上を図ることができ
る。
【００６０】以上のように、第１、第２の実施形態に係
る光ファイバによれば、従来の光ファイバと比較して大
きな実効コア断面積を確保し、曲げ損失を小さくするこ
とができる。また、実効コア断面積の構造パラメータに
対する感度を下げることが可能となる。
る光ファイバによれば、従来の光ファイバと比較して大
きな実効コア断面積を確保し、曲げ損失を小さくするこ
とができる。また、実効コア断面積の構造パラメータに
対する感度を下げることが可能となる。
【００６１】以上の実施形態では、ボイドを六方格子状
に配列する形態について説明してきたが、配列形態はこ
れに限られるものではなく、正方格子や千鳥格子状には
い散れしてもよく、あるいは同心円状に配列してもよ
い。正方格子や同心円状の配列は、偏波モードを実質的
に縮退させて偏波モード分散を低減するのに適してい
る。
に配列する形態について説明してきたが、配列形態はこ
れに限られるものではなく、正方格子や千鳥格子状には
い散れしてもよく、あるいは同心円状に配列してもよ
い。正方格子や同心円状の配列は、偏波モードを実質的
に縮退させて偏波モード分散を低減するのに適してい
る。
【００６２】次に、本発明に係る光ファイバの第３の実
施形態について説明する。図１４は、この第３の実施形
態の光ファイバの構造を示す断面図である。この光ファ
イバは、コア領域１０と、コア領域１０を包囲する第１
内側クラッド領域１１と、第１内側クラッド領域１１を
包囲する第２内側クラッド領域１２と、第２内側クラッ
ド領域１２を包囲する外側クラッド領域１３とを備え
る。コア領域１０は、半径がａ、屈折率がｎ0であり、
第１内側クラッド領域１１は、外半径がｂ、屈折率がｎ
1であり、第２内側クラッド領域１２は、外半径がｃ、
屈折率がｎ2である。外側クラッド領域１３は、屈折率
ｎ31の主媒質１４と、屈折率ｎ32の副媒質１５とで構成
されている。副媒質１５の小領域は、半径ｒの円であ
り、Ｎ個の円がファイバ軸を中心とする半径ｄの円の円
周上に実質的に等間隔で配置されている。この配置で
は、ファイバ軸を中心とする４回回転対称性が実質的に
成立する。さらに、ｅ＞ｄ＋ｒを満たす半径ｅの円周の
外側領域は、屈折率ｎ31を有し、均一である。この領域
はガラスやポリマーなどの材質で構成されており、光フ
ァイバの機械的強度を向上させるが光学的特性には影響
を与えない領域である。以下、この領域をジャケット領
域と呼ぶ。
施形態について説明する。図１４は、この第３の実施形
態の光ファイバの構造を示す断面図である。この光ファ
イバは、コア領域１０と、コア領域１０を包囲する第１
内側クラッド領域１１と、第１内側クラッド領域１１を
包囲する第２内側クラッド領域１２と、第２内側クラッ
ド領域１２を包囲する外側クラッド領域１３とを備え
る。コア領域１０は、半径がａ、屈折率がｎ0であり、
第１内側クラッド領域１１は、外半径がｂ、屈折率がｎ
1であり、第２内側クラッド領域１２は、外半径がｃ、
屈折率がｎ2である。外側クラッド領域１３は、屈折率
ｎ31の主媒質１４と、屈折率ｎ32の副媒質１５とで構成
されている。副媒質１５の小領域は、半径ｒの円であ
り、Ｎ個の円がファイバ軸を中心とする半径ｄの円の円
周上に実質的に等間隔で配置されている。この配置で
は、ファイバ軸を中心とする４回回転対称性が実質的に
成立する。さらに、ｅ＞ｄ＋ｒを満たす半径ｅの円周の
外側領域は、屈折率ｎ31を有し、均一である。この領域
はガラスやポリマーなどの材質で構成されており、光フ
ァイバの機械的強度を向上させるが光学的特性には影響
を与えない領域である。以下、この領域をジャケット領
域と呼ぶ。
【００６３】本実施の形態に係る光ファイバにおいて、
各パラメータの値は、次の通りである。ａ＝１．３７μ
ｍ、ｂ＝４．９μｍ、ｃ＝１４．７μｍ、ｄ＝１７．８
μｍ、ｅ＝２０．９μｍ、ｎ2＝ｎ31＝１．４４４（純
粋なシリカガラス）、Δ0＝（ｎ0 2−ｎ2 2）／（ｎ0 2＋
ｎ2 2）＝＋１．４９％（ＧｅＯ2が１４．５ｍｏｌ％添
加されたシリカガラス）、Δ1＝（ｎ1 2−ｎ2 2）／（ｎ1
2＋ｎ2 2）＝−０．３６％（Ｆが１．１１３ｗｔ％添加
された石英系ガラス）、ｎ32＝１．０（空孔）、Ｎ＝１
８である。
各パラメータの値は、次の通りである。ａ＝１．３７μ
ｍ、ｂ＝４．９μｍ、ｃ＝１４．７μｍ、ｄ＝１７．８
μｍ、ｅ＝２０．９μｍ、ｎ2＝ｎ31＝１．４４４（純
粋なシリカガラス）、Δ0＝（ｎ0 2−ｎ2 2）／（ｎ0 2＋
ｎ2 2）＝＋１．４９％（ＧｅＯ2が１４．５ｍｏｌ％添
加されたシリカガラス）、Δ1＝（ｎ1 2−ｎ2 2）／（ｎ1
2＋ｎ2 2）＝−０．３６％（Ｆが１．１１３ｗｔ％添加
された石英系ガラス）、ｎ32＝１．０（空孔）、Ｎ＝１
８である。
【００６４】すなわち、ｎ0＞ｎ2＞ｎ1が成立し、空孔
を配置することで外側クラッド領域１３の平均屈折率ｎ
3は第２内側クラッド領域１２の屈折率ｎ2より低下する
からｎ2＞ｎ3が成り立つ。
を配置することで外側クラッド領域１３の平均屈折率ｎ
3は第２内側クラッド領域１２の屈折率ｎ2より低下する
からｎ2＞ｎ3が成り立つ。
【００６５】なお、本実施の形態においては、第２内側
クラッド及びジャケット領域を形成する媒質と、外側ク
ラッドの主媒質が同一（純粋シリカ）であるため、外側
クラッドの内半径ｃと外半径ｅは任意に決めることがで
きる。ここでは、ジャケット領域の内半径ｅは、外側ク
ラッド領域１３の厚さ（ｅ−ｃ）＝６．２μｍが、外側
クラッド領域１３における近接空孔間の間隔２πｄ／Ｎ
＝６．２μｍにほぼ等しく、かつｄ＝（ｃ＋ｅ）／２と
なるように、内半径ｃと外半径ｅが選択されている。
クラッド及びジャケット領域を形成する媒質と、外側ク
ラッドの主媒質が同一（純粋シリカ）であるため、外側
クラッドの内半径ｃと外半径ｅは任意に決めることがで
きる。ここでは、ジャケット領域の内半径ｅは、外側ク
ラッド領域１３の厚さ（ｅ−ｃ）＝６．２μｍが、外側
クラッド領域１３における近接空孔間の間隔２πｄ／Ｎ
＝６．２μｍにほぼ等しく、かつｄ＝（ｃ＋ｅ）／２と
なるように、内半径ｃと外半径ｅが選択されている。
【００６６】以上の各パラメータを共通のものとして、
副媒質（空孔）１５の径を異ならせた３つの実施例（実
施例４〜６）と空孔を設けない比較例３について伝搬特
性のシミュレーションを行った。実施例４、５、６のそ
れぞれの空孔半径は、０．３６３μｍ、、０．７２２μ
ｍ、１．４３１μｍに設定されている。
副媒質（空孔）１５の径を異ならせた３つの実施例（実
施例４〜６）と空孔を設けない比較例３について伝搬特
性のシミュレーションを行った。実施例４、５、６のそ
れぞれの空孔半径は、０．３６３μｍ、、０．７２２μ
ｍ、１．４３１μｍに設定されている。
【００６７】このとき、波長λ＝１５５０ｎｍにおける
外側クラッド領域１３の平均屈折率ｎavgは、実施例４
では１．４４０、実施例５では１．４２８、実施例６で
は１．３８０であり、外側クラッド領域１３に対する第
１内側クラッド領域１１の比平均屈折率差Δ03＝（ｎ0 2
−ｎavg 2）／（ｎ0 2＋ｎavg 2）は、実施例４では１．７
７％、実施例５では２．６１％、実施例６では６．０４
％である。
外側クラッド領域１３の平均屈折率ｎavgは、実施例４
では１．４４０、実施例５では１．４２８、実施例６で
は１．３８０であり、外側クラッド領域１３に対する第
１内側クラッド領域１１の比平均屈折率差Δ03＝（ｎ0 2
−ｎavg 2）／（ｎ0 2＋ｎavg 2）は、実施例４では１．７
７％、実施例５では２．６１％、実施例６では６．０４
％である。
【００６８】図１５は、比較例３と実施例４〜６におい
てジャケット領域を伝搬する光パワーの割合Ｐjacket／
Ｐと空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐair／Ｐとを比較
して示したグラフである。
てジャケット領域を伝搬する光パワーの割合Ｐjacket／
Ｐと空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐair／Ｐとを比較
して示したグラフである。
【００６９】実施例４〜６においては、外側クラッド領
域１３に副媒質１５としての空孔を導入することによ
り、ジャケット領域を伝搬する光パワーの割合Ｐjacket
／Ｐが比較例３に対して低下した。
域１３に副媒質１５としての空孔を導入することによ
り、ジャケット領域を伝搬する光パワーの割合Ｐjacket
／Ｐが比較例３に対して低下した。
【００７０】一方、このＰjacket／Ｐは、曲げ損失と正
の相関がある。従って、外側クラッド領域１３に空孔を
導入することにより、曲げ損失が低下するという効果が
得られた。これにより、伝送損失が低く、信頼性の高い
伝送路を実現することが可能となる。
の相関がある。従って、外側クラッド領域１３に空孔を
導入することにより、曲げ損失が低下するという効果が
得られた。これにより、伝送損失が低く、信頼性の高い
伝送路を実現することが可能となる。
【００７１】また、空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐ
air／Ｐは、１０-6以下である。これは、従来の微細構
造光ファイバにおいてＰair／Ｐが大きかったことと対
照的である。例えば、図１６に示されるように、石英系
ガラス中に直径０．６８μｍの空孔をピッチ１．７μｍ
で配列した従来の微細構造光ファイバでは、波長λ＝１
５５０ｎｍにおいて、空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐ
air／Ｐは０．０３９であり、本実施の形態に係る光フ
ァイバよりも１０4倍以上大きい。これが、過剰な光損
失の発生する原因となっていたが、本実施の形態に係る
光ファイバでは、空孔を伝搬する光パワーの割合が小さ
いので、過剰な光損失の発生する可能性を低減すると共
に、空孔形状に対する波長分散特性の感度を低減して製
造技術に対する要求を緩和することができる。
air／Ｐは、１０-6以下である。これは、従来の微細構
造光ファイバにおいてＰair／Ｐが大きかったことと対
照的である。例えば、図１６に示されるように、石英系
ガラス中に直径０．６８μｍの空孔をピッチ１．７μｍ
で配列した従来の微細構造光ファイバでは、波長λ＝１
５５０ｎｍにおいて、空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐ
air／Ｐは０．０３９であり、本実施の形態に係る光フ
ァイバよりも１０4倍以上大きい。これが、過剰な光損
失の発生する原因となっていたが、本実施の形態に係る
光ファイバでは、空孔を伝搬する光パワーの割合が小さ
いので、過剰な光損失の発生する可能性を低減すると共
に、空孔形状に対する波長分散特性の感度を低減して製
造技術に対する要求を緩和することができる。
【００７２】図１７は、実施例４〜６と比較例３におけ
る波長分散と実効コア断面積の計算結果を比較して示し
たものである。図１７において、左側の縦軸は波長分散
Ｄ、右側の縦軸は実効コア断面積Ａeff、横軸は光の波
長λを示す。図１７からわかるように、外側クラッド領
域１３に空孔を導入しても、波長分散Ｄと実効コア断面
積Ａeffは実質的に変化しないことがわかる。
る波長分散と実効コア断面積の計算結果を比較して示し
たものである。図１７において、左側の縦軸は波長分散
Ｄ、右側の縦軸は実効コア断面積Ａeff、横軸は光の波
長λを示す。図１７からわかるように、外側クラッド領
域１３に空孔を導入しても、波長分散Ｄと実効コア断面
積Ａeffは実質的に変化しないことがわかる。
【００７３】従って、第３の実施形態に係る光ファイバ
では、空孔形状に対する波長分散の感度を低減すること
ができる。また、空孔を導入したことにより、曲げ損失
が低減される。一般に、波長分散が所定の値からずれる
と、伝送路の残留分散による伝送品質の劣化が生じるの
で、波長分散に関しては高い製造精度が要求される。一
方、曲げ損失は、所定の閾値よりも低いことだけが要求
されるので、曲げ損失に関しては高い製造精度は要求さ
れない。本実施形態に係る光ファイバでは、曲げ損失は
空孔形状に依存するが、波長分散は空孔形状に依存しな
いので、空孔形状の正確さに関する製造技術への要求が
緩和される。
では、空孔形状に対する波長分散の感度を低減すること
ができる。また、空孔を導入したことにより、曲げ損失
が低減される。一般に、波長分散が所定の値からずれる
と、伝送路の残留分散による伝送品質の劣化が生じるの
で、波長分散に関しては高い製造精度が要求される。一
方、曲げ損失は、所定の閾値よりも低いことだけが要求
されるので、曲げ損失に関しては高い製造精度は要求さ
れない。本実施形態に係る光ファイバでは、曲げ損失は
空孔形状に依存するが、波長分散は空孔形状に依存しな
いので、空孔形状の正確さに関する製造技術への要求が
緩和される。
【００７４】また、実施例４〜６のいずれにおいても、
比較例３と同様に、波長λ＝１５５０ｎｍにおいて単一
モードで動作する。そのため、多モード分散がなく、高
ビットレートの光通信が可能となる。さらに、空孔の配
置が、ファイバ軸に関する４回回転対称性を実質的に有
するので、波長λ＝１５５０ｎｍにおけるモード複屈折
Ｂは、実施例４〜６のいずれにおいては、１０-6以下と
小さく、無視することができる。モード複屈折が小さい
結果、偏波モード分散が小さくなり、高ビットレートの
光通信が可能となる。
比較例３と同様に、波長λ＝１５５０ｎｍにおいて単一
モードで動作する。そのため、多モード分散がなく、高
ビットレートの光通信が可能となる。さらに、空孔の配
置が、ファイバ軸に関する４回回転対称性を実質的に有
するので、波長λ＝１５５０ｎｍにおけるモード複屈折
Ｂは、実施例４〜６のいずれにおいては、１０-6以下と
小さく、無視することができる。モード複屈折が小さい
結果、偏波モード分散が小さくなり、高ビットレートの
光通信が可能となる。
【００７５】なお、以上の説明では、外側クラッド領域
１３における副媒質１５の小領域（空孔）が、ファイバ
軸を中心とする１つの円の周上に配列されている例を示
したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採るこ
とも可能である。すなわち、図１８に示すように、ファ
イバ軸を中心とする複数の同心円の周上に配列する構成
を採ることも可能である。このように、複数の同心円の
円周上に副媒質の小領域を配置することにより、外側ク
ラッド領域１３の厚さ（ｅ−ｃ）を大きくすることがで
きる。
１３における副媒質１５の小領域（空孔）が、ファイバ
軸を中心とする１つの円の周上に配列されている例を示
したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採るこ
とも可能である。すなわち、図１８に示すように、ファ
イバ軸を中心とする複数の同心円の周上に配列する構成
を採ることも可能である。このように、複数の同心円の
円周上に副媒質の小領域を配置することにより、外側ク
ラッド領域１３の厚さ（ｅ−ｃ）を大きくすることがで
きる。
【００７６】外側クラッド領域１３に副媒質１５として
の空孔を導入したことによって、ジャケットに漏れ出す
光パワーＰjacket／Ｐが減少し、曲げ損失が低下すると
いう効果が得られるが、さらに、外側クラッド領域１３
の厚さを増加させることによって、外側クラッド領域１
３を越えてジャケットに漏れ出す光パワーをさらに減少
させる効果を生ずる。その結果、曲げ損失をさらに低下
させることが可能となる。
の空孔を導入したことによって、ジャケットに漏れ出す
光パワーＰjacket／Ｐが減少し、曲げ損失が低下すると
いう効果が得られるが、さらに、外側クラッド領域１３
の厚さを増加させることによって、外側クラッド領域１
３を越えてジャケットに漏れ出す光パワーをさらに減少
させる効果を生ずる。その結果、曲げ損失をさらに低下
させることが可能となる。
【００７７】次に、実施例６のコア領域１０の半径ａの
みをそれぞれ１．２９μｍ、１．２７μｍに縮小した実
施例６ａ、６ｂと実施例６、比較例３について特性を比
較した結果について説明する。
みをそれぞれ１．２９μｍ、１．２７μｍに縮小した実
施例６ａ、６ｂと実施例６、比較例３について特性を比
較した結果について説明する。
【００７８】図１９は、実施例６、６ａ、６ｂと比較例
３の波長分散Ｄと実効コア断面積Ａ effそれぞれの波長
に対する変化を比較して示したものである。図１９から
わかるように、実施例６ａ、６ｂでは、比較例３、実施
例６よりも波長分散Ｄが負に大きくなり、波長分散スロ
ープＳが負に大きくなり、実効コア断面積Ａeffが大き
くなる。
３の波長分散Ｄと実効コア断面積Ａ effそれぞれの波長
に対する変化を比較して示したものである。図１９から
わかるように、実施例６ａ、６ｂでは、比較例３、実施
例６よりも波長分散Ｄが負に大きくなり、波長分散スロ
ープＳが負に大きくなり、実効コア断面積Ａeffが大き
くなる。
【００７９】波長λ＝１５５０ｎｍにおける値をみる
と、波長分散Ｄは、比較例３が-69ps/nm/km、実施例６
が-67ps/nm/km、実施例６ａが-108ps/nm/km、実施例６
ｂが-127ps/nm/kmである。波長分散スロープＳは、比較
例３が-0.25ps/nm2/km、実施例６が-0.20ps/nm2/km、実
施例６ａが-0.53ps/nm2/km、実施例６ｂが-0.67ps/nm2/
kmである。実効コア断面積Ａeffは、比較例３と実施例
６が１８μｍ2、実施例６ａが２１μｍ2、実施例６ｂが
２２μｍ2である。すなわち、実施例６ａ、６ｂでは、
比較例３、実施例６に比べて、負に大きな分散、負に大
きな分散スロープ、及び大きな実効コア断面積を得るこ
とができる。
と、波長分散Ｄは、比較例３が-69ps/nm/km、実施例６
が-67ps/nm/km、実施例６ａが-108ps/nm/km、実施例６
ｂが-127ps/nm/kmである。波長分散スロープＳは、比較
例３が-0.25ps/nm2/km、実施例６が-0.20ps/nm2/km、実
施例６ａが-0.53ps/nm2/km、実施例６ｂが-0.67ps/nm2/
kmである。実効コア断面積Ａeffは、比較例３と実施例
６が１８μｍ2、実施例６ａが２１μｍ2、実施例６ｂが
２２μｍ2である。すなわち、実施例６ａ、６ｂでは、
比較例３、実施例６に比べて、負に大きな分散、負に大
きな分散スロープ、及び大きな実効コア断面積を得るこ
とができる。
【００８０】図２０は、比較例３と実施例６、６ａ、６
ｂについてジャケット領域を伝搬する光パワーの割合Ｐ
jacket／Ｐと空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐair／Ｐ
を比較して示した図である。実施例６ａ、６ｂにおける
Ｐjacket／Ｐは、実施例６におけるＰjacket／Ｐより大
きいが、比較例３におけるＰjacket／Ｐより小さい。す
なわち、実施例６ａ、６ｂは、比較例３に比べて、負に
大きな分散、負に大きな分散スロープ、大きな実効コア
断面積、及び小さな曲げ損失を同時に達成できる。
ｂについてジャケット領域を伝搬する光パワーの割合Ｐ
jacket／Ｐと空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐair／Ｐ
を比較して示した図である。実施例６ａ、６ｂにおける
Ｐjacket／Ｐは、実施例６におけるＰjacket／Ｐより大
きいが、比較例３におけるＰjacket／Ｐより小さい。す
なわち、実施例６ａ、６ｂは、比較例３に比べて、負に
大きな分散、負に大きな分散スロープ、大きな実効コア
断面積、及び小さな曲げ損失を同時に達成できる。
【００８１】また、いずれの構造においても波長λ＝１
５５０ｎｍにおいて単一モードで動作し、モード複屈折
Ｂは、実施例６ａでは１．２×１０-6であり、実施例６
ｂでは２．９×１０-6と小さく、無視することができ
る。
５５０ｎｍにおいて単一モードで動作し、モード複屈折
Ｂは、実施例６ａでは１．２×１０-6であり、実施例６
ｂでは２．９×１０-6と小さく、無視することができ
る。
【００８２】従って、本実施の形態に係る光ファイバで
は、外側クラッド領域１３に空孔を導入することによっ
て曲げ損失を低減すると同時に、内側領域の構造を、曲
げ損失の低下幅以上に負の波長分散と、負の波長分散ス
ロープと、実効コア断面積の増加が得られるように選ん
でいる。その結果、従来の不純物添加型光ファイバのよ
うに、外側クラッド領域１３を均一媒質で構成した場合
と比べて、低い曲げ損失、大きな負分散、大きな負分散
スロープ、大きな実効コア断面積を同時に実現すること
ができる。負の波長分散と負の波長分散スロープとが大
きいということは、正の波長分散と正の波長分散スロー
プとを補償するのに必要なファイバ長が短くて済むこと
を意味し、実効コア断面積が大きいということは、非線
型光学効果による伝送品質劣化が少ないことを意味す
る。
は、外側クラッド領域１３に空孔を導入することによっ
て曲げ損失を低減すると同時に、内側領域の構造を、曲
げ損失の低下幅以上に負の波長分散と、負の波長分散ス
ロープと、実効コア断面積の増加が得られるように選ん
でいる。その結果、従来の不純物添加型光ファイバのよ
うに、外側クラッド領域１３を均一媒質で構成した場合
と比べて、低い曲げ損失、大きな負分散、大きな負分散
スロープ、大きな実効コア断面積を同時に実現すること
ができる。負の波長分散と負の波長分散スロープとが大
きいということは、正の波長分散と正の波長分散スロー
プとを補償するのに必要なファイバ長が短くて済むこと
を意味し、実効コア断面積が大きいということは、非線
型光学効果による伝送品質劣化が少ないことを意味す
る。
【００８３】以上の実施形態の光ファイバは、負に大き
な分散、及び大きな実効コア断面積を有することから、
正の分散を有する光ファイバと組み合わせて、通信容量
の大きい光伝送路を構築することができる。図２１に示
した光伝送路の例は、光送信器８１と、光受信器８２
と、正分散光ファイバ８３と、上記実施形態の負分散光
ファイバ８４から成る。一般に正分散光ファイバと負分
散光ファイバを組み合わせた光伝送路では、負分散光フ
ァイバにおける非線形光学効果による伝送品質劣化が問
題となり、非線形光学効果の影響は負分散光ファイバの
実効コア断面積とファイバ長の増加に伴って大きくな
る。しかし、本発明に係る負分散光ファイバは、実効コ
ア断面積が大きく、負分散の絶対値が大きいために分散
補償に必要とされる長さを短くできるので、非線形光学
効果の影響を低減でき、伝送品質劣化の少ない光伝送路
を実現できる。
な分散、及び大きな実効コア断面積を有することから、
正の分散を有する光ファイバと組み合わせて、通信容量
の大きい光伝送路を構築することができる。図２１に示
した光伝送路の例は、光送信器８１と、光受信器８２
と、正分散光ファイバ８３と、上記実施形態の負分散光
ファイバ８４から成る。一般に正分散光ファイバと負分
散光ファイバを組み合わせた光伝送路では、負分散光フ
ァイバにおける非線形光学効果による伝送品質劣化が問
題となり、非線形光学効果の影響は負分散光ファイバの
実効コア断面積とファイバ長の増加に伴って大きくな
る。しかし、本発明に係る負分散光ファイバは、実効コ
ア断面積が大きく、負分散の絶対値が大きいために分散
補償に必要とされる長さを短くできるので、非線形光学
効果の影響を低減でき、伝送品質劣化の少ない光伝送路
を実現できる。
【００８４】本発明により、単独では外側クラッド領域
の材料として用いることが困難である材料、例えば気体
や液体等を外側クラッド領域の副媒質として用いること
が可能となる。副媒質の屈折率が主媒質の屈折率よりも
低くなるように選択することにより、主媒質のみを用い
て外側クラッド領域を形成した場合と比較して外側クラ
ッド領域の平均屈折率を下げることが可能となる。
の材料として用いることが困難である材料、例えば気体
や液体等を外側クラッド領域の副媒質として用いること
が可能となる。副媒質の屈折率が主媒質の屈折率よりも
低くなるように選択することにより、主媒質のみを用い
て外側クラッド領域を形成した場合と比較して外側クラ
ッド領域の平均屈折率を下げることが可能となる。
【００８５】その結果、従来の不純物添加型光ファイバ
に比べて曲げ損失を低下させることが可能となる。一
方、負分散の大きさ、負分散スロープの大きさ、及び実
効コア断面積の大きさは、曲げ損失の低さとトレードオ
フの関係にある。従って、曲げ損失が等しくなる条件で
比較した場合、従来の不純物添加型光ファイバに比べて
絶対値の大きな負分散、絶対値の大きな負分散スロー
プ、及び大きな実効コア断面積を実現することができ
る。負分散や負分散スロープの絶対値が大きいことは、
伝送路における正分散や正分散スロープを補償する際に
必要なファイバ長が短くて済むことを意味する。また、
実効コア断面積が大きいことにより、非線型光学効果に
よる伝送特性劣化を抑制することができる。また、曲げ
損失が小さいことにより、小型の分散補償モジュールに
使用することができ、伝送路として用いる場合の信頼性
も高くなる。
に比べて曲げ損失を低下させることが可能となる。一
方、負分散の大きさ、負分散スロープの大きさ、及び実
効コア断面積の大きさは、曲げ損失の低さとトレードオ
フの関係にある。従って、曲げ損失が等しくなる条件で
比較した場合、従来の不純物添加型光ファイバに比べて
絶対値の大きな負分散、絶対値の大きな負分散スロー
プ、及び大きな実効コア断面積を実現することができ
る。負分散や負分散スロープの絶対値が大きいことは、
伝送路における正分散や正分散スロープを補償する際に
必要なファイバ長が短くて済むことを意味する。また、
実効コア断面積が大きいことにより、非線型光学効果に
よる伝送特性劣化を抑制することができる。また、曲げ
損失が小さいことにより、小型の分散補償モジュールに
使用することができ、伝送路として用いる場合の信頼性
も高くなる。
【００８６】また、本発明によれば、従来の空気クラッ
ド光ファイバに比べて、絶対値の大きな負の波長分散を
得ることができる。これは、コア領域と第２内側クラッ
ド領域のいずれよりも低い屈折率を有する第１内側クラ
ッド領域が存在することによる。
ド光ファイバに比べて、絶対値の大きな負の波長分散を
得ることができる。これは、コア領域と第２内側クラッ
ド領域のいずれよりも低い屈折率を有する第１内側クラ
ッド領域が存在することによる。
【００８７】また、本発明によれば、従来の微細構造光
ファイバに比べて過剰な光損失を低く抑えることができ
る。これは、副媒質の存在する領域がコア領域から離れ
ているためである。過剰な光損失は空孔などの副媒質に
起因して発生すると考えられるが、本発明に係る光ファ
イバでは副媒質が含まれる外側クラッド領域と、光パワ
ーが集中するコア領域との間に第１内側クラッド領域と
第２内側クラッド領域が存在するので、副媒質及び副媒
質との界面を伝搬する光パワーの割合が従来の微細構造
光ファイバに比べて小さい。その結果、副媒質に起因す
る光損失が小さくなる。
ファイバに比べて過剰な光損失を低く抑えることができ
る。これは、副媒質の存在する領域がコア領域から離れ
ているためである。過剰な光損失は空孔などの副媒質に
起因して発生すると考えられるが、本発明に係る光ファ
イバでは副媒質が含まれる外側クラッド領域と、光パワ
ーが集中するコア領域との間に第１内側クラッド領域と
第２内側クラッド領域が存在するので、副媒質及び副媒
質との界面を伝搬する光パワーの割合が従来の微細構造
光ファイバに比べて小さい。その結果、副媒質に起因す
る光損失が小さくなる。
【００８８】また、本発明に係る光ファイバは、副媒質
の小領域として空孔を用いた場合、従来の微細構造光フ
ァイバに比べて容易に製造することができる。まず第１
の理由は、副媒質の小領域の形状に対する波長分散特性
の感度が減少することである。本発明に係る光ファイバ
は、外側クラッド領域に導入された副媒質（例えば空
孔）と、コア領域との間には、第１内側クラッド領域と
第２内側クラッド領域が存在する。そのため、波長分散
は、コア領域と、その近傍にある第１内側クラッド領域
と第２内側クラッド領域とによって支配され、外側クラ
ッド領域が波長分散特性に与える影響は無視することが
できる。そのため、副媒質における小領域の形状の正確
さに対する要求が緩和され、従来の微細構造光ファイバ
に比べて容易に製造することが可能となる。
の小領域として空孔を用いた場合、従来の微細構造光フ
ァイバに比べて容易に製造することができる。まず第１
の理由は、副媒質の小領域の形状に対する波長分散特性
の感度が減少することである。本発明に係る光ファイバ
は、外側クラッド領域に導入された副媒質（例えば空
孔）と、コア領域との間には、第１内側クラッド領域と
第２内側クラッド領域が存在する。そのため、波長分散
は、コア領域と、その近傍にある第１内側クラッド領域
と第２内側クラッド領域とによって支配され、外側クラ
ッド領域が波長分散特性に与える影響は無視することが
できる。そのため、副媒質における小領域の形状の正確
さに対する要求が緩和され、従来の微細構造光ファイバ
に比べて容易に製造することが可能となる。
【００８９】第２の理由は、空孔の総数が少ないことで
ある。プリフォームを作成する方法としては、シリカ管
を束ねる方法や、穿孔器具を用いてプリフォームに孔を
あける方法が考えられるが、いずれの方法を採る場合
も、空孔の数が減少することによって製造における煩雑
さが軽減される。
ある。プリフォームを作成する方法としては、シリカ管
を束ねる方法や、穿孔器具を用いてプリフォームに孔を
あける方法が考えられるが、いずれの方法を採る場合
も、空孔の数が減少することによって製造における煩雑
さが軽減される。
【００９０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の不純物添加型光ファイバに比べて曲げ損失を低下
させることが可能となり、曲げ損失が等しい条件下で
は、従来の不純物添加型光ファイバに比べて絶対値の大
きな負分散、絶対値の大きな負分散スロープ、及び大き
な実効コア断面積を実現することができる。
従来の不純物添加型光ファイバに比べて曲げ損失を低下
させることが可能となり、曲げ損失が等しい条件下で
は、従来の不純物添加型光ファイバに比べて絶対値の大
きな負分散、絶対値の大きな負分散スロープ、及び大き
な実効コア断面積を実現することができる。
【００９１】さらに、外側クラッド領域における平均屈
折率を下げることで、従来の不純物添加型光ファイバに
比べて曲げ損失を低下させることが可能となる。また、
低い屈折率を有する第１内側クラッド領域を存在させる
ことにより、絶対値の大きな負の波長分散を得ることが
できる。そして、副媒質の存在する外側クラッド領域が
コア領域から離れているため従来の微細構造光ファイバ
に比べて過剰な光損失を低く抑えることができる。
折率を下げることで、従来の不純物添加型光ファイバに
比べて曲げ損失を低下させることが可能となる。また、
低い屈折率を有する第１内側クラッド領域を存在させる
ことにより、絶対値の大きな負の波長分散を得ることが
できる。そして、副媒質の存在する外側クラッド領域が
コア領域から離れているため従来の微細構造光ファイバ
に比べて過剰な光損失を低く抑えることができる。
【図１】本発明に係る光ファイバの基本形態における断
面の領域区分を示す図である。
面の領域区分を示す図である。
【図２】図１の光ファイバの微細構造を説明する横断面
図である。
図である。
【図３】本明細書における光ファイバの平均屈折率の定
義を説明する図である。
義を説明する図である。
【図４】本発明に係る第１の実施形態の光ファイバの断
面構造を示す図である。
面構造を示す図である。
【図５】本発明に係る第２の実施形態の光ファイバの断
面構造を示す図である。
面構造を示す図である。
【図６】実施例１の平均屈折率分布を示す図である。
【図７】実施例３の平均屈折率分布を示す図である。
【図８】実施例１と比較例１、２の構造分散と実効コア
断面積の計算結果を比較して示す図である。
断面積の計算結果を比較して示す図である。
【図９】実施例１ａと比較例１ａ、２ａの構造分散と実
効コア断面積の計算結果を比較して示す図である。
効コア断面積の計算結果を比較して示す図である。
【図１０】比較例２と実施例２、３の空孔のピッチＬの
自乗で規格化した実効コア断面積Ａeffと伝搬定数βの
関係を比較して示す図である。
自乗で規格化した実効コア断面積Ａeffと伝搬定数βの
関係を比較して示す図である。
【図１１】比較例２と実施例２、３の波長λの自乗で規
格化した実効コア断面積Ａeffと伝搬定数βの関係を比
較して示す図である。
格化した実効コア断面積Ａeffと伝搬定数βの関係を比
較して示す図である。
【図１２】比較例２と実施例２、３の波長に対する実効
コア断面積の計算結果を比較して示す図である。
コア断面積の計算結果を比較して示す図である。
【図１３】図１２と異なるピッチの場合の比較例２と実
施例２、３の波長に対する実効コア断面積の計算結果を
比較して示す図である。
施例２、３の波長に対する実効コア断面積の計算結果を
比較して示す図である。
【図１４】本発明に係る第３の実施形態の光ファイバの
断面図である。
断面図である。
【図１５】比較例３と実施例４〜６においてジャケット
領域を伝搬する光パワーの割合Ｐ jacket／Ｐと空孔を伝
搬する光パワーの割合Ｐair／Ｐとを比較して示したグ
ラフである。
領域を伝搬する光パワーの割合Ｐ jacket／Ｐと空孔を伝
搬する光パワーの割合Ｐair／Ｐとを比較して示したグ
ラフである。
【図１６】従来の微細構造光ファイバの断面図である。
【図１７】実施例４〜６と比較例３における波長分散と
実効コア断面積の計算結果を比較して示した図である。
実効コア断面積の計算結果を比較して示した図である。
【図１８】第３の実施形態の変形形態を示す断面図であ
る。
る。
【図１９】実施例６、６ａ、６ｂと比較例３の波長分散
Ｄと実効コア断面積Ａeffそれぞれの波長に対する変化
を比較して示した図である。
Ｄと実効コア断面積Ａeffそれぞれの波長に対する変化
を比較して示した図である。
【図２０】比較例３と実施例６、６ａ、６ｂについてジ
ャケット領域を伝搬する光パワーの割合Ｐjacket／Ｐと
空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐair／Ｐを比較して示
した図である。
ャケット領域を伝搬する光パワーの割合Ｐjacket／Ｐと
空孔を伝搬する光パワーの割合Ｐair／Ｐを比較して示
した図である。
【図２１】本発明に係る光ファイバを用いた光伝送路を
示す図である。
示す図である。
【図２２】従来から知られている微細構造を含む光ファ
イバの断面図である。
イバの断面図である。
１、１０…コア領域、２…第１クラッド領域、３…第２
クラッド領域、４…第３クラッド領域、５…主媒質（シ
リカガラス）、６…副媒質（ボイド）、７…セル、１１
…第１内側クラッド領域、１２…第２内側クラッド領
域、１３…外側クラッド領域、１４…主媒質、１５…副
媒質、８１…光送信器、８２…光受信器、８３…正分散
光ファイバ、８４…負分散光ファイバ。
クラッド領域、４…第３クラッド領域、５…主媒質（シ
リカガラス）、６…副媒質（ボイド）、７…セル、１１
…第１内側クラッド領域、１２…第２内側クラッド領
域、１３…外側クラッド領域、１４…主媒質、１５…副
媒質、８１…光送信器、８２…光受信器、８３…正分散
光ファイバ、８４…負分散光ファイバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹岡 英資 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 2H050 AB03Z AC01 AC09 AC36 AC62 AC71 AC73 AC83
Claims (15)
- 【請求項１】 コア領域とこれを順次包囲する３層以上
のクラッド領域とを有する光ファイバにおいて、 クラッド領域のいずれか１つは自身の平均屈折率より低
い平均屈折率を有する領域に包囲されており、少なくと
も１つのクラッド領域はそれを構成する主媒質よりも低
い屈折率を有する副媒質からなる領域を複数備えている
光ファイバ。 - 【請求項２】 前記コア領域が実質的に均一な媒質で形
成され、前記クラッド領域は、実質的に均一な媒質で形
成される２層以上の内側クラッド領域と、これを包囲
し、前記副媒質からなる領域を備えている外側クラッド
領域からなる請求項１記載の光ファイバ。 - 【請求項３】 前記内側クラッド領域は第１内側クラッ
ド領域と第２内側クラッド領域からなる２層構造であ
り、コア、第１内側クラッド、第２内側クラッドのそれ
ぞれの屈折率ｎ0、ｎ1、ｎ2と外側クラッド領域の平均
屈折率ｎ3との間に、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3 が成立する請求項２記載の光ファイバ。 - 【請求項４】 外側クラッド領域には、前記副媒質から
なる領域が４回回転対称性を有するよう配置されている
請求項３記載の光ファイバ - 【請求項５】 外側クラッド領域の主媒質はシリカであ
り、副媒質は気体または真空である請求項３記載の光フ
ァイバ。 - 【請求項６】 外側クラッド領域に対するコア領域の比
平均屈折率差が２％以上である請求項５記載の光ファイ
バ。 - 【請求項７】 第２内側クラッド領域に対する第１内側
クラッド領域の比平均屈折率差が−０．１％以下である
請求項５記載の光ファイバ。 - 【請求項８】 外側クラッド領域の前記副媒質からなる
領域を伝搬する光パワーの全光パワーに対する割合が１
％以下である請求項５記載の光ファイバ。 - 【請求項９】 所定の波長において単一モードで動作す
る請求項３記載の光ファイバ。 - 【請求項１０】 所定波長帯域における波長分散が−80
ps/nm/kmを下回る請求項３記載の光ファイバ。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の光ファイバと、前記
所定波長帯域において正の波長分散を有する光ファイバ
とを含む光伝送路。 - 【請求項１２】 複数のクラッド領域に前記副媒質から
なる領域が配置されており、その横断面占有率が領域に
より異なる請求項１記載の光ファイバ。 - 【請求項１３】 各クラッド領域内における各副媒質か
らなる領域の断面積は実質的に一様であって、クラッド
領域によって断面積が異なる請求項１２記載の光ファイ
バ。 - 【請求項１４】 前記副媒質からなる領域の配置は、六
方格子または正方格子と実質的に同等である請求項１２
記載の光ファイバ。 - 【請求項１５】 クラッド領域は第１内側クラッド領域
と第２内側クラッド領域と外側クラッド領域からなる３
層構造であり、コア、第１内側クラッド、第２内側クラ
ッド、外側クラッド領域のそれぞれの平均屈折率ｎ0、
ｎ1、ｎ2、ｎ3の間に、 ｎ0＞ｎ2＞ｎ1かつｎ2＞ｎ3 が成立する請求項１２記載の光ファイバ。
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| JP2000013174 | 2000-01-21 | ||
| JP2000013175 | 2000-01-21 | ||
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| JP2000-138738 | 2000-05-11 | ||
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| JP2000138738 | 2000-05-11 | ||
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|---|---|
| JP2002031737A true JP2002031737A (ja) | 2002-01-31 |
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-
2001
- 2001-01-17 JP JP2001009305A patent/JP4310923B2/ja not_active Expired - Fee Related
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